全可编程片上系统(All Programmable System-on-Chip，APSoC)相比FPGA和嵌入式系统技术，可满足复杂系统的高性能、低功耗和小体积等要求。它以FPGA技术为基础，将专用的CPU和可编程逻辑资源集成在单个芯片中，构成了一种全新的设计平台[1]。近年来，该系统在通信技术、人工智能、大数据、云计算以及物联网边缘计算等领域得到了广泛的应用[2-3]。APSoC的开发与应用已成为FPGA和嵌入式系统课程教学环节中的重要内容，同时合理易行的实验设计则成为该课程的关键环节[4-7]。

　　Xilinx公司推出的Zynq7000系列FPGA是APSoC技术的典型应用，一个芯片内集成了FPGA和ARM处理器，两者可通过AXI总线互联，是一个软硬件可定制性的处理平台[8-9]。

　　本实验以数字通信中位同步技术为基础，基于Zynq7000为平台设计中心频率可配置的位同步锁相环，并设计了自测试平台。该实验重点在于APSoC技术的应用与开发，包括正确地搭建Zynq内核，并与位同步和自测平台互联;简单的软件编程，实现上位机对位同步锁相环的配置与状态监测。

　　1 系统设计

　　2 PL部分设计与实现

　　3 Zynq内核搭建与软件设计

　　4 测试及结果分析

　　5 结语

　　基于APSoC平台设计的位同步实验，可通过上位机配置位同步系统的中心频率，从而适应不同速率数据流的需求，通过实验验证了设计的正确性。该设计与实验包含FPGA技术研发的诸多环节：

　　第一，APSoC技术的开发与应用。设计中搭建了Zynq内核，并完成与PL部分的互联，以及Zynq内核软件的开发。

　　第二，硬件描述语言的掌握。在设计中位同步锁相环、分频模块、PRBS产生与检测模块采用硬件描述语言的形式实现，充分锻炼学生硬件描述语言的编程及调试能力。

　　第三，分层次、模块化设计方法，有利于团队间的分组协作。

　　参考文献

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郑红党 刘辉　中国矿业大学信息与控制工程学院